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公開番号2025106652
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-16
出願番号2024000030
出願日2024-01-04
発明の名称プリプレグおよびその製造方法、成形体
出願人三菱ケミカル株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類B29B 15/14 20060101AFI20250709BHJP(プラスチックの加工;可塑状態の物質の加工一般)
要約【課題】引張強度や引張弾性率が高い成形体を製造できるプリプレグ、その製造方法、および前記プリプレグを用いて製造した成形体を提供することを目的とする。
【解決手段】強化繊維基材と熱可塑性樹脂とを含むプリプレグにおいて、前記強化繊維基材に含まれる強化繊維を、引張弾性率が420GPa以上940GPa以下である強化繊維とする。熱可塑性樹脂を強化繊維基材に含浸する工程を含むプリプレグの製造方法において、前記強化繊維基材に含まれる強化繊維として引張弾性率が420GPa以上940GPa以下である強化繊維を用いる。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
強化繊維基材と熱可塑性樹脂とを含み、前記強化繊維基材に引張弾性率が４２０ＧＰａ以上９４０ＧＰａ以下である強化繊維を含む、プリプレグ。
続きを表示（約 650 文字）【請求項２】
前記熱可塑性樹脂として、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリアセタール、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリールエーテルケトン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンおよびポリアミドイミドからなる群から選ばれる少なくとも１種を含む、請求項１に記載のプリプレグ。
【請求項３】
前記強化繊維基材が、強化繊維が一方向に引き揃えられたＵＤ材である、請求項１に記載のプリプレグ。
【請求項４】
前記強化繊維として炭素繊維を含む、請求項１に記載のプリプレグ。
【請求項５】
前記炭素繊維としてピッチ系炭素繊維を含む、請求項４に記載のプリプレグ。
【請求項６】
前記ピッチ系炭素繊維としてメソフェーズピッチ系炭素繊維を含む、請求項５に記載のプリプレグ。
【請求項７】
前記熱可塑性樹脂の含有量が、前記プリプレグの総質量に対して２０質量％以上５０質量％以下である、請求項１に記載のプリプレグ。
【請求項８】
請求項１～７のいずれか一項に記載のプリプレグを成形してなる成形体。
【請求項９】
熱可塑性樹脂を強化繊維基材に含浸する工程を含み、前記強化繊維基材に引張弾性率が４２０ＧＰａ以上９４０ＧＰａ以下の強化繊維を含む、プリプレグの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリプレグおよびその製造方法、成形体に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）、特に繊維補強材として炭素繊維を用いた炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）は、軽量、高強度であり、スポーツ用品や、航空機、自動車等の輸送機器といった様々な用途に幅広く用いられている。ＦＲＰは、強化繊維を含む補強材に樹脂を含侵させた中間材料、すなわちプリプレグを使用して製造される。
【０００３】
特許文献１には、引張弾性率が３５０ＧＰａ以上の高弾性炭素繊維とエポキシ樹脂からなる一方向プリプレグが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００７－２９１２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者等が検討したところ、特許文献１のような高弾性炭素繊維とエポキシ樹脂からなる一方向プリプレグは、０°方向（繊維配向方向）の破断伸度が小さく、得られる成形体の０°引張強度が発現しにくいことが分かった。
【０００６】
本発明の主たる目的は、引張強度や引張弾性率が高い成形体を製造できるプリプレグ、その製造方法、および前記プリプレグを用いて製造した成形体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、以下の態様を含む。
［１］強化繊維基材と熱可塑性樹脂とを含み、前記強化繊維基材に引張弾性率が４２０ＧＰａ以上９４０ＧＰａ以下である強化繊維を含む、プリプレグ。
［２］前記熱可塑性樹脂として、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリアセタール、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリールエーテルケトン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンおよびポリアミドイミドからなる群から選ばれる少なくとも１種を含む、［１］に記載のプリプレグ。
［３］前記強化繊維基材が、強化繊維が一方向に引き揃えられたＵＤ材である、［１］または［２］に記載のプリプレグ。
［４］前記強化繊維として炭素繊維を含む、［１］～［３］のいずれかに記載のプリプレグ。
［５］前記炭素繊維としてピッチ系炭素繊維を含む、［４］に記載のプリプレグ。
［６］前記ピッチ系炭素繊維としてメソフェーズピッチ系炭素繊維を含む、［５］に記載のプリプレグ。
［７］前記熱可塑性樹脂の含有量が、前記プリプレグの総質量に対して２０質量％以上５０質量％以下である、［１］～［６］のいずれかに記載のプリプレグ。
［８］［１］～［８］のいずれかに記載のプリプレグを成形してなる成形体。
［９］熱可塑性樹脂を強化繊維基材に含浸する工程を含み、前記強化繊維基材に引張弾性率が４２０ＧＰａ以上９４０ＧＰａ以下の強化繊維を含む、プリプレグの製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、０°引張強度や引張弾性率が高い成形体を製造できるプリプレグ、その製造方法、および前記プリプレグを用いて製造した成形体が提供される。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［プリプレグ］
実施形態に係るプリプレグは、強化繊維基材と熱可塑性樹脂とを含み、強化繊維基材に含まれる強化繊維の引張弾性率が４２０ＧＰａ以上９４０ＧＰａ以下である。引張弾性率が前記範囲の特定の強化繊維と熱可塑性樹脂とを組み合わせたプリプレグとすることにより、０°引張強度が高い成形体を製造できる。
実施形態に係るプリプレグは、強化繊維基材と熱可塑性樹脂以外の成分（任意成分）をさらに含んでいてもよい。
【００１０】
プリプレグは、シート状であることが好ましい。また強化繊維基材に含まれる強化繊維が一方向に引き揃えられたＵＤ材（一方向材）に樹脂が含浸した一方向プリプレグであることが好ましい。
プリプレグの厚みは、０．０１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下が好ましい。テープの厚みが前記下限値以上であれば、所定厚みに積層する際の工程数を減らせるため、成形体をより効率良く製造できる。プリプレグの厚みは、より好ましくは０．０３ｍｍ以上、さらに好ましくは０．０５ｍｍ以上である。プリプレグの厚みが前記上限値以下であれば、プリプレグのドレープ性が高まる。プリプレグの厚みは、より好ましくは０．４ｍｍ以下、さらに好ましくは０．３ｍｍ以下である。
「ドレープ性」とは、プリプレグのしなやかさのことを言い、所望の部材形状への追従性を示す。同一の強化繊維基材および熱可塑性樹脂を用いた場合、プリプレグの厚みが薄ければ薄いほどドレープ性は向上する。
（【００１１】以降は省略されています）

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